Standard of Color :  มาตรฐานของสี

มาตรฐานของสีที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมีอยู่หลายระบบด้วยกัน ทั้งนี้จะขึ้นอยู่กับการนํ าไปใช้ แต่โดยทั่วไปแล้ว

ทุกมาตรฐานจะมีแนวคิดเดียวกันคือ การแทนจุดสีด้วยจุดที่อยู่ภายในสเปส 3 มิติ โดยจะมีแกนอ้างอิงสํ าหรับจุดสี

นั้นในสเปสซึ่งแต่ละแกนจะมีความเป็นอิสระต่อกัน ตัวอย่างเช่นในระบบ RGB จะมีแกนสีคือ แกนสีแดง เขียว และ

นํ้ าเงินในระบบ HLS จะมีแกนเป็น ค่าสี(hue) ความสว่าง(lightness)และความบริสุทธิ์ของสี(saturation)

ตัวอย่างระบบสีที่นิยมใช้กันได้แก่ ระบบ RGB HSV (Hue Saturation Value) และ HLS (Hue Lightness

Saturation)

                ระบบสี RGB

                                ระบบสี RGB เป็นระบบสีที่เกิดจากการรวมกันของแสงสีแดง เขียวและนํ้ าเงินโดยมีการรวมกันแบบ

Additive ซึ่งโดยปกติจะนํ าไปใช้ในจอภาพแบบ CRT (Cathode ray tube) ในการใช้งานระบบสีRGB ยังมีการสร้าง

มาตรฐานที่แตกต่างกันออกไปที่นิยมใช้งานได้แต่ RGBCIE และ RGBNTSC   

                                ระบบสีแบบ RGB ของ CIE

                                เป็นระบบสีที่พัฒนาขึ้นโดย CIE (Commission International l ‘Eclairage) ซึ่งอ้างอิงสีด้วยสีแดงที่ 700

nm สีเขียวเท่ากับ 546.1 nm และสีนํ้ าเงิน 435.8 nm

                                ระบบสีแบบ RGB ของ NTSC

                                   เป็นระบบที่พัฒนาโดย NTSC (National Television System Committee) เพื่อใช้สํ าหรับการแสดงภาพ

ของจอภาพแบบ CRT เป็นมาตรฐานสํ าหรับผู้ผลิตแบบ CRT ให้มีลักษณะเดียวกัน

                ระบบสี HSV

                                ระบบสี HSV (Hue Saturation Value) เป็นการพิจารณาสีโดยใช้ Hue Saturation และ Value ซึ่ง Hue คือ

ค่าสีของสีหลัก(แดง เขียวและนํ้ าเงิน)ในทางปฏิบัติจะอยู่ระหว่าง 0 และ 255 ซึ่งถ้า Hue มีค่าเท่ากับ 0 จะแทนสีแดง

และเมื่อ Hue มีค่าเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ สีก็จะเปลี่ยนแปลงไปตามสเปกตรัมของสีจนถึง 256 จึงจะกลับมาเป็นสีแดงอีกครั้ง

ซึ่งสามารถแทนให้อยู่ในรูปขององศาได้ ดังนี้คือ สีแดง = 0 องศา สีเขียวเท่ากับ 120 องศา สีนํ้ าเงินเท่ากับ 240   องศา

                                Hue สามารถคํ านวณได้จากระบบสี RGB ได้ดังนี้

                                             red red min(red, green,blue) h = −

                                            green green min(red, green,blue) h = −

                                            blue blue min(red, green, blue) h = − (1.1)

 

ภาพแสดงระบบสี HSV

                จากลักษณะโมเดลของระบบ Hue พบว่าจะมีค่าอย่างน้อยหนึ่งค่าที่จะเท่ากับ 0 แต่ถ้ามีสองค่าเท่ากับ 0

แล้ว hue จะเป็นมุมของสี(ค่าสี)มีค่าเป็นไปตามสี่ที่สามและถ้าทั้งสามสีมีค่าเท่ากับ 0 แล้วจะทํ าให้ไม่มีค่าของ Hue

หรือสีที่ได้จะมีค่าเท่ากับสีขาวนั่นเอง ตัวอย่างเช่น จอภาพขาว-ดํ า ถ้าเกิดมีสีใดสีหนึ่งมีค่าเท่ากับ 0 จะทํ าให้ค่าสีที่ได้

เป็นไปตามสีที่เหลือ การให้นํ้ าหนักในการพิจารณาเมื่อสีแดงมีค่าเท่ากับ 0

                Saturation คือความบริสุทธิ์ของสีซึ่งถ้า Saturation มีค่าเท่ากับ 0 แล้วสีที่ได้จะไม่มี Hue ซึ่งจะเป็นสีขาว

ล้วนแต่ถ้า Saturation มีค่าเท่ากับ 255 แสดงว่าจะไม่มีแสงสีขาวผสมอยู่เลย

                Saturation สามารถคํ านวณได้ดังนี้

                Value คือความสว่างของสี ซึ่งสามารถวัดได้โดยค่าความเข้มของความสว่างของแต่ละสีที่ประกอบกัน

สามารถคํ านวณได้จาก

                value = max(red, green, blue) (1.4)

 

                ระบบสีแบบ HLS

                                ระบบสีแบบ HLS (Hue lightness saturation) พัฒนาโดย Teletromix Incorporated จะมีลักษณะคล้าย

กับ HSV ดังนี้คือสีของระบบจะขึ้นอยู่กับ Hue Lightness และ Saturation

ภาพแสดงระบบสี HLS

                Hue คือค่าของสีหลักซึ่งมีสีนํ้ าเงินอยู่ที่ 0 องศา สีเขียวอยู่ที่ 120 องศา และสีแดงอยู่ที่ 240 องศา

                Lightness คือค่าความสว่างซึ่งจะมีค่าเปลี่ยนแปลงตามแนวแกน L โดยที่ L = 0 จะเป็นสีดํ า L = 1 จะเป็น

สีขาว สามารถคํ านวณได้ดังนี้

Saturation คือความบริสุทธิ์ของสีสามารถหาได้ดังนี้คือ

 

                ระบบสีแบบ CMY

                CMY (Cyan Magenta Yellow) เป็นระบบสีที่พัฒนาขึ้นมาใช้สํ าหรับการพิมพ์ภาพสีโดยมีสีหลักคือสี Cyan

Magenta และ Yellow ซึ่งเรียกว่า Subtractive primaries Color (สีแดง เขียวและนํ้ าเงิน เรียกว่า Additive

primaries Color) ระบบสีแบบ CMY สามารถหาได้โดยการนํ าเอาสีในระบบ RGB ลบกับสีขาวดังนี้คือ

                C = 1− R

                M = 1− G

                Y = 1− B (1.7)

ระบบสี CMY จะนํ าไปใช้สํ าหรับการพิมพ์ภาพสีแต่ยังไม่ดีเท่าที่ควรเนื่องจากไม่ยังไม่สามารถสร้างสีดํ าได้

อย่างถูกต้อง ดังนั้นจึงมีการใช้ระบบ CMYK แทนโดย

                K = min(C,M,Y) K เป็นสีที่ 4 แทนสีดำ

                C = C − K

                M = M − K

                Y = Y − K (1.8)

 

                ระบบสีแบบ YUV

                            ระบบสีแบบ YUV ใช้สํ าหรับโทรทัศน์แบบ PAL และ SECAM ซึ่งยังมีใช้อยู่ในหลาย ๆ ประเทศโดย Y คือ

ค่าความสว่างของภาพ ส่วนสัญญาณ U และ V เป็นสัญญาณที่เก็บค่าสีของภาพ ต่อมาได้มีระบบ YIQ มาใช้แทน

เนื่องจากพบว่าสัญญาณ I และ Q สามารถลด Bandwidth ได้มากกว่าสัญญาณ U และ V ในขณะที่ได้ภาพที่มีคุณ

ภาพเท่ากัน

 

                ระบบสีแบบ YIQ

                        เป็นระบบที่ใช้ใน TV Broadcasting สํ าหรับ NTSC ประโยชน์หลักก็เพื่อให้ใช้งานได้กับโทรทัศน์แบบขาว-

ดํ า โดยที่ y คือความสว่างของภาพ ส่วน I และ Q จะเป็นสัญญาณที่เข้ารหัสสีของภาพไว้ดังนั้นสํ าหรับโทรทัศน์ขาว-

ดํ า นั้นสามารถใช้ค่า Y ค่าเดียวก็สามารถได้ภาพที่สมบูรณ์

 

                   ระบบสีแบบ XYZ

                            เป็นระบบสีที่ CIE ได้กํ าหนดให้มีขึ้นเป็นมาตรฐานเนื่องจากในระบบสี RGB ยังไม่สามารถสร้างสีที่เป็นไป

ได้ทั้งหมดดังนั้นจึงได้มีตั้งระบบสี XYZ ซึ่งเป็นระบบสีที่สมมุติขึ้น

 

การแปลงค่าสีระหว่างระบบสีต่าง ๆ

การแปลงค่าสีระหว่างระบบสามารถทํ าได้โดยการใช้ Matrix ตัวอย่างเข่น การแปลงสีระหว่างระบบ RGB

(ICE) กับระบบสีแบบ XYZ จะมีเมตริกสํ าหรับการแปลงดังนี้คือ

 

หน้าแรก
ขอบคุณข้อมูลจาก  รศ. ดร. มนตรี กาญจนะเดชะ